JP2564423Y2 - クランクシャフト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車用エンジンなど
におけるクランクシャフトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンのクランクシャフトは
各気筒に対応するピンジャーナル部と、軸心方向両端部
とピンジャーナル部間に設けられたメインジャーナル部
と、各ピンジャーナル部両端とメインジャーナル部を接
続するアームと、適宜アームの反対側に延出されたカウ
ンタウエイトにて構成されている。

【０００３】ピンジャーナル部とアーム先端部の結合部
においては、図２に示すように、ピンジャーナル部１１
の両端が両側のメインジャーナル部１２から延出された
アーム１３の相対向する内側面に一体結合され、アーム
１３の先端部外側面はピンジャーナル部１１の軸心Ｏの
位置近傍からアーム先端に向けて内側に向けて傾斜した
傾斜面１４にて構成されている。即ち、アーム１３の先
端部、特にその外面側には大きな応力が作用しないの
で、外面側を斜めにカットしても通常強度的に問題はな
く、一方アーム１３の先端部の不要な材料をカットする
とクランクシャフト１０の重量を軽減できるという大き
な効果を発揮する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、ターボチャ
ージャ等を搭載してパワーアップを図ったエンジンにお
いては、ピンジャーナル部１１に作用する力が大きくな
ってピンジャーナル部１１とアーム１３の先端部との結
合部に大きな力が作用し、上記のようにアーム１３の先
端部外側面をピンジャーナル部１１の軸心Ｏの位置近傍
から斜めにカットしたものでは、カットした部分の下半
部分に大きな応力が作用し、剛性不足を来すという問題
が生じてきた。

【０００５】このような問題に対して、図３に示すよう
に、ピンジャーナル部１１の軸心Ｏの位置とアーム１３
の先端との間の剛性を必要とする位置Ｐまでアーム１３
の肉厚を一定に保持し、その位置Ｐとアーム１３の先端
とを急傾斜の傾斜面１５で接続して剛性を高めた構成が
考えられるが、仮想線で示す傾斜面１４を形成した場合
に比して斜線で示した部分の肉厚増加により重量増加が
大きくなり、特に上記位置Ｐより回転半径方向外側部分
１６は剛性向上に寄与しない無駄な重量増加となるとい
う問題がある。

【０００６】そこで、図４に示すように、ピンジャーナ
ル部１１の軸心Ｏの位置とアーム１３の先端との間の剛
性を必要とする位置Ｐまでアーム肉厚を一定に保持し、
それより先端側を薄肉部１７とすることによって重量増
加を抑えながら剛性向上を図ることが考えられるが、こ
の場合は薄肉部１７の基部のコーナー部に応力集中を生
じるという問題がある。

【０００７】本考案は、このような従来の問題点に鑑
み、軽量化を図りながらピンジャーナル部とアームの結
合部の剛性向上を図ったクランクシャフトを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、ピンジャーナ
ル部の両端が両側のメインジャーナル部から延出された
アームの先端部に一体結合されたクランクシャフトにお
いて、アームの先端部外側面を、ピンジャーナル部の軸
心より回転半径方向外側に向ってアームの肉厚が徐々に
薄くなるように、ピンジャーナル部の軸心位置近傍を中
心としかつ曲率半径がピンジャーナル部の径の略半分
で、軸に垂直な方向である正面から見て円弧となる円弧
面にて構成し、アーム先端のピンジャーナル部の外周面
より回転半径方向外方に突出する部分を、その外側面が
曲面を介して円弧面に滑らかに連続しかつアーム肉厚に
比して薄肉の薄肉突出部にて構成したことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本考案によれば、アーム先端部の外側面が、ピ
ンジャーナル部の軸心より回転半径方向外側に向ってア
ームの肉厚が徐々に薄くなるように、ピンジャーナル部
の軸心位置近傍を中心としかつ曲率半径がピンジャーナ
ル部の径の略半分で、軸に垂直方向である正面から見て
円弧となる円弧面にて構成されていることにより、剛性
を必要とする部分でアーム肉厚を確保できて十分な剛性
が得られ、かつアーム先端は薄肉突出部にて構成されて
いることにより重量増加も抑えることができ、さらにア
ーム先端部外側面が円弧面にて構成されているためその
肉厚は先端に向けて徐々に変化するとともに円弧面から
曲面を介してアーム先端の薄肉突出部の外側面に滑らか
に接続されているため、応力集中によって過大な応力が
発生することもない。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図１を参照して説
明する。

【００１１】図１は、クランクシャフト１の一部を示
し、各気筒に対応して配置されてコンロッドが嵌合され
るピンジャーナル部２の両側にメインジャーナル部３が
配設され、これらメインジャーナル部３から回転半径方
向に延出されたアーム４の先端部にピンジャーナル部２
の両端が一体結合されている。

【００１２】アーム４の先端部外側面は、図１の正面図
に示すように、ピンジャーナル部２の軸心Ｏ上の位置を
中心としかつ曲率半径Ｒがピンジャーナル部２の径の半
分の円弧面５にて構成され、アーム４先端のピンジャー
ナル部２の外周面より回転半径方向外方に突出する部分
は、外側面６ａが曲面７を介して円弧面５に滑らかに連
続しかつアーム肉厚に比して薄肉の薄肉突出部６にて構
成されている。この薄肉突出部６の肉厚は、ピンジャー
ナル部２のフィレットロール加工時の変形防止を図るの
に必要な厚さに設定されている。

【００１３】以上の構成によると、アーム４の先端部外
側面がピンジャーナル部２の軸心Ｏ上の位置を中心とし
かつ曲率半径Ｒがピンジャーナル部２の径の半分の円弧
面５にて構成されていることにより、アーム４の先端部
における剛性を必要とする部分のアーム肉厚を十分に確
保できて所望の剛性が確実に得られる。又、アーム４の
先端は薄肉突出部６にて構成されていることにより、仮
想線で示す従来例の場合に比して重量増加部分と重量軽
減部分とが相殺し合って重量増加を抑えることができ、
軽量化を図りながら剛性を向上できる。さらに、アーム
４の先端部外側面が円弧面５にて構成されているのでそ
の肉厚は先端に向けて徐々に変化するとともに円弧面５
から曲面７を介してアーム４先端の薄肉突出部６の外側
面６ａに滑らかに接続されているため、応力集中によっ
て過大な応力が発生することもない。

【００１４】なお上記実施例では、円弧面５として曲率
中心がピンジャーナル部２の軸心Ｏ上に位置し、曲率半
径Ｒがピンジャーナル部の径の半分である例を示した
が、正確にそのように設定する必要はなく、ほぼそれに
近い円弧面であれば同様の作用を奏することは言うまで
もない。

【００１５】

【考案の効果】本考案のクランクシャフトによれば、剛
性を必要とする部分でアーム肉厚を確保できて十分な剛
性が得られ、かつアーム先端は薄肉突出部にて構成され
ていることにより重量増加も抑えることができ、さらに
アーム先端部外側面が円弧面にて構成されているのでそ
の肉厚は先端に向けて徐々に変化するとともに円弧面か
ら曲面を介してアーム先端の薄肉突出部の外側面に滑ら
かに接続されているため、応力集中によって過大な応力
が発生することもなく、軽量化を図りながらピンジャー
ナル部とアームの結合部の剛性向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のクランクシャフトの要部の
正面図である。

【図２】従来例のクランクシャフトの要部の正面図であ
る。

【図３】従来例の問題点の解消を図るために考えられる
クランクシャフトの要部の正面図である。

【図４】図３に示したクランクシャフトの問題点の解消
を図るために考えられるクランクシャフトの要部の正面
図である。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ２ ピンジャーナル部 ３ メインジャーナル部 ４ アーム ５ 円弧面 ６ 薄肉突出部 ７ 曲面

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピンジャーナル部の両端が両側のメイン
   ジャーナル部から延出されたアームの先端部に一体結合
   されたクランクシャフトにおいて、アームの先端部外側
   面を、ピンジャーナル部の軸心より回転半径方向外側に
   向ってアームの肉厚が徐々に薄くなるように、ピンジャ
   ーナル部の軸心位置近傍を中心としかつ曲率半径がピン
   ジャーナル部の径の略半分で、軸に垂直な方向である正
   面から見て円弧となる円弧面にて構成し、アーム先端の
   ピンジャーナル部の外周面より回転半径方向外方に突出
   する部分を、その外側面が曲面を介して円弧面に滑らか
   に連続しかつアーム肉厚に比して薄肉の薄肉突出部にて
   構成したことを特徴とするクランクシャフト。